Обнаружена загадочная форма вещества

Обнаружена загадочная форма вещества

Физики Университета штата Мэриленд обнаружили экзотический сверхпроводник YPtBi, внутри которого электроны, взаимодействуя друг с другом, образуют квазичастицы с высоким спином. Об этом сообщается в журнале Science Advances.

Ученые проанализировали электронную структуру материала, изготовленного из иттрия, платины и висмута (YPtBi), в котором электрическое сопротивление исчезает при температуре 0,8 кельвина. Однако этот проводник не удовлетворяет одному из критериев сверхпроводимости, согласно которому плотность переносчиков заряда должна быть высокой, чтобы могли образоваться бозоны. Таким образом, свойства YPtBi невозможно описать с позиции доминирующей теории сверхпроводников.

Материал подвергли воздействию магнитных полей, особенности проникновения которых в кристалл обусловлены природой спаривания электронов внутри. При этом YPtBi нагревали и следили за изменениям в магнитных полях внутри сверхпроводника. Оказалось, что глубина проникновения линейно возрастала с ростом температуры, хотя в обычных сверхпроводниках эта зависимость имеет экспоненциальный характер.

Согласно выводу ученых, такая картина объясняется тем, что целый спин системы равен трем. В этом случае электроны, которые образуют пары, имеют высокий спин 3/2, который возникает из-за изменения зонной структуры в кристалле YPtBi. Это изменение, в свою очередь, происходит благодаря взаимодействию электронов, движущихся по орбите вокруг ядра атома, со своим собственным спином. Однако пока неизвестно, что за механизм отвечает за спаривание высокоспиновых электронов.

Сверхпроводимостью называют свойство проводника, при котором электроны движутся в материале, не испытывая электрического сопротивления. Обычно оно достигается при сверхнизких температурах, когда электроны (обладающие полуцелым спином 1/2) взаимодействуют друг с другом, образуя так называемые куперовские пары. Последние могут рассматриваться как частицы с целым спином (0 или 1), которые подчиняются статистике Бозе-Эйнштейна и называются бозонами. Поскольку все бозоны могут достигать самого низкого энергетического уровня, куперовские пары не взаимодействуют с атомами проводника.

Lenta.ru

Похожие новости:
В хромосомах человека обнаружена 4-спиральная ДНК
Исследователи из Британии обнаружили в человеческих хромосомах функциональную четырехспиральную форму ДНК. Анализ был опубликован в журнале Nature Chemistry, а ее резюме можно прочитать в Nature News. Открытие удалось сделать благодаря использованию помеченных флюресцентными красителями антител, которые связываются ..
2013-01-21 2073 0 Научные открытия
0
Ученые ЦЕРН находят ключи к антивеществу
Большой адронный коллайдер (БАК) дает новые ключи к разгадке одной из основных тайн Вселенной: почему в ней преобладает вещество, а не антивещество, пишет Financial Times. Антивещество является зеркальным отражением вещества, а если они встречаются, то уничтожают друг друга, в результате чего ..
2012-09-9 1516 0 Научные открытия
0
В космосе обнаружена органика удивительного происхождения
Профессор Сун Куок и доктор Йонг Жанг из Гонконгского университета продемонстрировали, что органические субстанции во Вселенной состоят как из ароматических (циклическая форма), так и из алифатических (цепочки) соединений. Данные соединения настолько сложны, что их химическая структура напоминает уголь или нефть. Поскольку уголь и нефть ..
2011-10-30 2033 0 Научные открытия
0
В хромосомах человека обнаружена четырехспиральная ДНК
Британские исследователи обнаружили в хромосомах человека функциональную четырехспиральную форму ДНК. Работа опубликована в журнале Nature Chemistry, а ее краткое содержание можно прочитать в Nature News. Открытие удалось совершить благодаря использованию помеченных флюресцентными красителями антител, которые связываются ..
2013-01-21 1027 0 Научные открытия
0
Холодную темную материю связали с конденсатом Бозе-Эйнштейна
Физики из Тайваня и Испании смоделировали темную материю как бозе-эйнштейновский конденсат вещества. Свое исследование авторы опубликовали в журнале Nature Physics, а кратко с ним можно ознакомиться на сайте Университета Страны Басков. Ученые пришли к выводу, что возмущения бозе-эйнштейновского конденсата легких бозонов ..
2014-07-03 1503 0 Научные открытия
0
О парацетамоле, печени и структурной химии
Химики из Новосибирского государственного университета изучили строение новой формы метацетамола - аналога всем известного парацетамола. Любое лекарство может как помочь организму, так и навредить ему, порой очень и очень сильно. Наверняка все, кто хоть раз болел простудой, принимали лекарственные ..
2015-08-29 4847 0 Научные открытия
1
Ученые предсказали существование самой легкой формы льда
Ученые из Университета Небраски-Линкольна предсказали существование семнадцатой формы льда с рекордно низкой плотностью. Результаты работы были опубликованы в журнале Science Advances.Новая форма льда, согласно исследованиям ученых, при обычных условиях представляет собой клатрат s-III — кристаллическое ..
2016-02-14 1018 0 Научные открытия
1
Физики заподозрили существование новой формы твердого вещества
Французско-американская группа физиков обнаружила, что поведение охлажденного сплава алюминия, железа и кремния одновременно напоминает поведение кристаллов и стекол, но не является ни тем ни другим, ни даже квазикристаллом. Новую высокоупорядоченную форму вещества ученые назвали q-стеклом, ее описание опубликовано в журнале Physical ..
2013-08-10 1547 0 Научные открытия
0
Американцы создают лекарство от радиации
Исследователи национальной лаборатории Лоуренса в Беркли (Lawrence Berkeley National Laboratory) синтезировали вещества, которые нейтрализуют воздействие актиноидов, радиоактивных химических элементов, представляющими наибольшую угрозу для организма. Волшебными соединениями оказались гидроксипиридонат-лиганды - тетрадентат и октадентат (образуют четыре и восемь ..
2012-03-14 1224 1 Научные открытия
0
Математики придумали алгоритм поиска источников загрязнения
Французские математики предложили алгоритм, который позволяет выявлять местоположения источников загрязнения по данным о загрязнении конкретных областей. Статья ученых появилась в журнале Inverse Problems. В рамках работы ученые рассмотрели так называемую обратную задачу - достаточно широкий класс ..
2012-06-27 1138 0 Научные открытия
2
Получены доказательства существования гравитационных волн
Астрофизики обнаружили характерную картину поляризации реликтового микроволнового излучения, которая является наиболее прямым доказательством существования гравитационных волн и справедливости инфляционной модели Вселенной. По словам многих ученых, в случае подтверждения открытие может быть удостоено Нобелевской ..
2014-03-18 1763 0 Научные открытия
0
В МГУ разработали безопасный метод выделения РНК из живых организмов
Группа ученых из МГУ в сотрудничестве с коллегами из Института технологий биоресурсов в Гималаях представила простой и экологичный метод выделения РНК из клеток бактерий, растений и животных с целью обнаружения вирусов в них. Свою работу ученые опубликовали в журнале European Journal of Biotechnology and Science.Главной ..
2016-05-08 796 0 Научные открытия
0
Физики вновь не сумели разглядеть темную материю
Физики, работающие с детектором LUX, провели повторный анализ данных, собранных в октябре 2013 года, и подтвердили, что частиц темной материи детектор не обнаружил. Об этом сообщается в на сайте проекта (pdf). В рамках работы ученые провели калибровку детектора, используя ..
2014-02-21 1070 0 Научные открытия
0
Составлена первая трёхмерная модель взрыва сверхновой
Японские астрономы приоткрыли завесу тайны над одним из самых загадочных явлений во Вселенной. С помощью современного оборудования они измерили и смоделировали форму ударной волны сверхновой – завершающего этапа жизни сверхмассивных звёзд. Команда учёных использовала инструмент FOCAS (камера ..
2012-08-7 1078 0 Научные открытия
0
Состоялось предсказанное обнаружение в космосе изомера органической молекулы
Немецкие и американские ученые нашли к космосе следы изомеров органической молекулы. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Science. Астрономы обнаружили в газопылевом облаке Стрелец B2 органические вещества: структурные изомеры пропилцианида. Вещество, называемое также бутиронитрил, или нитрил ..
2014-09-27 1300 0 Научные открытия
-1